JP7474124B2 - 光学レンズアセンブリ及びヘッドマウント式表示装置 - Google Patents
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Description
本実施例において、光学レンズアセンブリ110は、出光側ESから入光側ISへ順に配列された第一レンズ112、第二レンズ114、第三レンズ116、及び第四レンズ118を含む。第一レンズ112、第二レンズ114、第三レンズ116及び第四レンズ118の屈折度が順に正、負、正及び正である。本実施例において、第一レンズ112が両凸レンズであり、第二レンズ114が凸凹レンズであり、かつ入光側ISへ向いた凸面を有し、第三レンズ116が両凸レンズであり、第四レンズ118が凹凸レンズであり、かつ入光側へ向いた凹面を有する。実施例において、第一レンズ112、第二レンズ114、第三レンズ116及び第四レンズ118がガラス非球面レンズである。かつ、凸凹レンズまたは凹凸レンズは、例えばメニスクスレンズ(Meniscus lens)であり、その違いが凸面の向きにある。
図1及び表一を参照すると、表一において各レンズ(第一レンズ112ないし第四レンズ118を含む)の表面が示されている。例を挙げると、表面S1は第一レンズ112の出光側ESに面した表面であり、表面S2は第一レンズ112の入光側ISに面した表面であり、その他のレンズも同じ。また、間隔とは隣接する二つの表面の間の光軸OAにおける直線距離を言う。例を挙げる、表面S1に対応する間隔は、表面S1から表面S2までの光軸OAにおける直線距離を示し、かつ表面S2に対応する間隔は、表面S2から表面S3までの光軸OAにおける直線距離を示し、その他の間隔も同じ。
図2Aは図1の光学レンズアセンブリの非点収差像面湾曲(field curvature)図及び歪曲収差図である。図2Bは図1の光学レンズアセンブリの横方向色収差図であり、これは波長465ナノメートル(nm)、525ナノメートル、620ナノメートルの光を用いて作成されたシミュレーションデータ図であり、縦軸が像高を示す。図2Cは図1の光学レンズアセンブリの変調伝達関数の曲線図であり、横軸が焦点移動量(focus shift)を示し、縦軸が光学伝達関数のモジュラー(modulus of the OTF)を示す。図2Dは図1の光学レンズアセンブリの光路差の図である。図2Aないし図2Dが示す図形はいずれも標準範囲内にあり、これにより、本実施例の光学レンズアセンブリ110が優れた像形成効果を有することが検証された。また、図2Dが示すように、画像発生器150のアクティブ表面において、画像光束IMが有するOPDの範囲は -2.0λ<OPD<2.0λであり、ここで、OPDが各視野角の光路差であり、λが各色光の波長であり、かつ、画像光束IMが赤色光、緑色光、青色光を含む。画像発生器150のアクティブ表面は画像光束IMが出射される表面である。さらに説明すると、この光路差の設計において当業者が簡単に分かるのは、光学レンズアセンブリを設計する時に、光学シミュレーション方法を用いることで、物体表面(予め設定されて目標地平面)から画像ソースが提供すべき画像光束の各視野角における光路差を逆推算することができる。本実施例において、設計最適化で視野角FOVが60度に達することができ、比較的に優れた視野範囲が得られる。単位断面積での視野角比率が高く、比率が0.47(度/平方ミリメートル)に達し、光学レンズアセンブリ110の体積が比較的に薄軽短小であり、空間の有効利用率が高い。図2Bないし図2Dを参照すると、本実施例において、画像発生器150のアクティブ表面に形成される最大の画像高さが4.29mmであり、かつ、光学レンズアセンブリ110の設計が予め設定した基準を満たし、少なくともの93lp/mmの解像度の画像を解析することが可能であり、光学レンズアセンブリ110は寸法が小さく、重量が軽く、視角が大きくて、かつ高い解像度を有するものである。
図4は本発明の第三実施例のヘッドマウント式表示装置を示す概略図である。図4を参照すると、本実施例のヘッドマウント式表示装置300は図1のヘッドマウント式表示装置100に類似するが、両者の主な相違点は、例えば、導波素子230の設計にある。また、本実施例において、絞りSTと第一レンズ112との間にガラスブロックまたはプリズムがない。画像光束IMが光学レンズアセンブリ110を離れた後、空气中に伝達されて絞りSTに集められる。
図5Aは第四ないし第六実施例の光学レンズアセンブリの非点収差像面湾曲(field curvature)図及び歪曲収差図である。図5Bは第四ないし第六実施例の光学レンズアセンブリの横方向色収差図であり、これは波長465ナノメートル(nm)、525ナノメートル、620ナノメートルの光を用いて作成されたシミュレーションデータ図であり、縦軸が像高を示す。図5Cは第四ないし第六実施例の光学レンズアセンブリの変調伝達関数の曲線図であり、横軸が焦点移動量(focus shift)を示し、縦軸が光学伝達関数のモジュラー(modulus of the OTF)を示す。図5Dは第四ないし第六実施例の光学レンズアセンブリの光路差の図である。図5Aないし図5Dが示す図形はいずれも標準範囲内にあり、これにより、第四ないし第六実施例の光学レンズアセンブリ110が優れた像形成効果を有することが検証された。また、図5Dが示すように、画像発生器150のアクティブ表面において、画像光束IMが有するOPDの範囲は -2.0λ<OPD<2.0λであり、ここで、OPDが各視野角の光路差であり、λが各色光の波長であり、かつ、画像光束IMが赤色光、緑色光、青色光を含む。画像発生器150のアクティブ表面は画像光束IMが出射される表面である。さらに説明すると、この光路差の設計において当業者が簡単に分かるのは、光学レンズアセンブリを設計する時に、光学シミュレーション方法を用いることで、物体表面から画像ソースが提供すべき画像光束の各視野角における光路差を逆推算することができる。第四ないし第六実施例において、設計最適化で視野角FOVが47.8度に達することができ、比較的に優れた視野範囲が得られる。単位断面積での視野角比率が高く、比率が0.75(度/平方ミリメートル)に達し、光学レンズアセンブリ110の体積が比較的に薄軽短小であり、空間の有効利用率が高い。図5Bないし図5Dを参照すると、本実施例において、画像発生器150のアクティブ表面に形成される最大の画像高さが3.34mmであり、かつ、光学レンズアセンブリ110の設計が予め設定した基準を満たし、少なくともの111lp/mmの解像度の画像を解析することが可能であり、光学レンズアセンブリ110は寸法が小さく、重量が軽く、視角が大きくて、かつ高い解像度を有するものである。
図1及び表六を参照すると、表六において各レンズ(第一レンズ112ないし第四レンズ118を含む)の表面が示されている。例を挙げると、表面S1は第一レンズ112の出光側ESに面した表面であり、表面S2は第一レンズ112の入光側ISに面した表面であり、その他のレンズも同じ。また、間隔とは隣接する二つの表面の間の光軸OAにおける直線距離を言う。例を挙げる、表面S1に対応する間隔は、表面S1から表面S2までの光軸OAにおける直線距離を示し、かつ表面S2に対応する間隔は、表面S2から表面S3までの光軸OAにおける直線距離を示し、その他の間隔も同じ。
第四ないし第六実施例の光学レンズアセンブリの構造は熱ドリフトの問題を低減することができる。これについて以下に説明する。図6は第四ないし第六実施例の表示画像の概略図である。図7A、図7B、図7Cはそれぞれ第四ないし第六実施例の光学レンズアセンブリが環境温度0℃、25℃、40℃における熱平衡の変調伝達関数(MTF)を示す概略図である。表八は各レンズ(第一レンズ112ないし第四レンズ118を含む)が異なる環境温度におけるレンズ温度を示している。
図6において、縦軸がMTFであり、横軸がデフォーカス位置(Defocusing Position)である。F1が画像中心であり、F2が画像中心から離れた位置であり、F3が画像の境界位置である。例を挙げると、F1からF3までの距離を1とすると、F1からF2までの距離が0.7になる。図7A、図7B、図7Cにおいて、F2: Tが接線(tangential)方向を意味し、F2: Rがラジアル(Radial)方向を意味する。図7A、図7B、図7Cからわかるように、第四ないし第六実施例の光学レンズアセンブリ構造の後方焦点距離(BFL)の熱ドリフト(thermal drift)が0.015ミリメートルより小さく、熱ドリフトの問題を軽減できる。
前記式において、Xが光軸OA方向の移動量(sag)であり、Rが接触球面(osculating sphere)の半径であり、つまり、光軸OAに近接する半径(表一が示す半径逆数)である。kは二次曲面係数(conic)であり、Yは非球面高さであり、即ち、レンズの中心からレンズのエッジまでの高さであり、係数A2、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16は非球面係数(aspheric coefficient)である。本実施例において、係数A2が0である。以下の表十は各レンズの表面のパラメータ値を示すものである。
図9Aは図8の光学レンズアセンブリの非点収差像面湾曲(field curvature)図及び歪曲収差図である。図9Bは図8の光学レンズアセンブリの横方向色収差図であり、これは波長465ナノメートル(nm)、525ナノメートル、620ナノメートルの光を用いて作成されたシミュレーションデータ図であり、縦軸が像高を示す。図9Cは図8の光学レンズアセンブリの光路差の図である。図9Aないし図9Cが示す図形はいずれも標準範囲内にあり、これにより、本実施例の光学レンズアセンブリ110が優れた像形成効果を有することが検証された。また、図9Cからわかるように、画像発生器150のアクティブ表面において、画像光束IMが有するOPDの範囲は -2.0λ<OPD<2.0λであり、ここで、OPDが各視野角の光路差であり、λが各色光の波長であり、かつ、画像光束IMが赤色光、緑色光、青色光を含む。画像発生器150のアクティブ表面は画像光束IMが出射される表面である。さらに説明すると、この光路差の設計において当業者が簡単に分かるのは、光学レンズアセンブリを設計する時に、光学シミュレーション方法を用いることで、物体表面から画像ソースが提供すべき画像光束の各視野角における光路差を逆推算することができる。本実施例において、設計最適化で視野角FOVが48.73度に達することができ、比較的に優れた視野範囲が得られる。単位断面積での視野角比率が高く、比率が0.77(度/平方ミリメートル)に達し、光学レンズアセンブリ110の体積が比較的に薄軽短小であり、空間の有効利用率が高い。図9Bないし図9Cを参照すると、本実施例において、画像発生器150のアクティブ表面に形成される最大の画像高さが3.34mmであり、かつ、光学レンズアセンブリ110の設計が予め設定した基準を満たし、少なくともの111lp/mmの解像度の画像を解析することが可能であり、光学レンズアセンブリ110は寸法が小さく、重量が軽く、視角が大きくて、かつ高い解像度を有するものである。
図11及び表十一を参照すると、表十一において各レンズ(第一レンズ112ないし第四レンズ118を含む)の表面が示されている。例を挙げると、表面S1は第一レンズ112の出光側ESに面した表面であり、表面S2は第一レンズ112の入光側ISに面した表面であり、その他のレンズも同じ。また、間隔とは隣接する二つの表面の間の光軸OAにおける直線距離を言う。例を挙げる、表面S1に対応する間隔は、表面S1から表面S2までの光軸OAにおける直線距離を示し、かつ表面S2に対応する間隔は、表面S2から表面S3までの光軸OAにおける直線距離を示し、その他の間隔も同じ。
前記式において、Xが光軸OA方向の移動量(sag)であり、Rが接触球面(osculating sphere)の半径であり、つまり、光軸OAに近接する半径(表一が示す半径逆数)である。kは二次曲面係数(conic)であり、Yは非球面高さであり、即ち、レンズの中心からレンズのエッジまでの高さであり、係数A2、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16は非球面係数(aspheric coefficient)である。本実施例において、係数A2が0である。以下の表十二は各レンズの表面のパラメータ値を示すものである。
図12Aは図11の光学レンズアセンブリの非点収差像面湾曲(field curvature)図及び歪曲収差図である。図12Bは図11の光学レンズアセンブリの横方向色収差図であり、これは波長465ナノメートル(nm)、525ナノメートル、620ナノメートルの光を用いて作成されたシミュレーションデータ図であり、縦軸が像高を示す。図12Cは図11の光学レンズアセンブリの光路差の図である。図12Aないし図12Cが示す図形はいずれも標準範囲内にあり、これにより、本実施例の光学レンズアセンブリ110が優れた像形成効果を有することが検証された。また、図12Cからわかるように、画像発生器150のアクティブ表面において、画像光束IMが有するOPDの範囲は -2.0λ<OPD<2.0λであり、ここで、OPDが各視野角の光路差であり、λが各色光の波長であり、かつ、画像光束IMが赤色光、緑色光、青色光を含む。画像発生器150のアクティブ表面は画像光束IMが出射される表面である。さらに説明すると、この光路差の設計において当業者が簡単に分かるのは、光学レンズアセンブリを設計する時に、光学シミュレーション方法を用いることで、物体表面から画像ソースが提供すべき画像光束の各視野角における光路差を逆推算することができる。本実施例において、設計最適化で視野角FOVが48.29度に達することができ、比較的に優れた視野範囲が得られる。単位断面積での視野角比率が高く、比率が0.71(度/平方ミリメートル)に達し、光学レンズアセンブリ110の体積が比較的に薄軽短小であり、空間の有効利用率が高い。図12Bないし図12Cを参照すると、本実施例において、画像発生器150のアクティブ表面に形成される最大の画像高さが3.34mmであり、かつ、光学レンズアセンブリ110の設計が予め設定した基準を満たし、少なくともの111lp/mmの解像度の画像を解析することが可能であり、光学レンズアセンブリ110は寸法が小さく、重量が軽く、視角が大きくて、かつ高い解像度を有するものである。
図14は本発明の第九実施例のヘッドマウント式表示装置を示す概略図である。図14が示すように、本実施例において、第一レンズ112がガラス非球面レンズであり、第二レンズ114がプラスチック非球面レンズであり、第三レンズ116がガラス非球面レンズである。第四レンズ118がプラスチック非面レンズである。
図14及び表十四を参照すると、表十四において各レンズ(第一レンズ112ないし第四レンズ118を含む)の表面が示されている。例を挙げると、表面S1は第一レンズ112の出光側ESに面した表面であり、表面S2は第一レンズ112の入光側ISに面した表面であり、その他のレンズも同じ。また、間隔とは隣接する二つの表面の間の光軸OAにおける直線距離を言う。例を挙げる、表面S1に対応する間隔は、表面S1から表面S2までの光軸OAにおける直線距離を示し、かつ表面S2に対応する間隔は、表面S2から表面S3までの光軸OAにおける直線距離を示し、その他の間隔も同じ。
図15Aは図14の光学レンズアセンブリの非点収差像面湾曲(field curvature)図及び歪曲収差図である。図15Bは図14の光学レンズアセンブリの横方向色収差図であり、これは波長465ナノメートル(nm)、525ナノメートル、620ナノメートルの光を用いて作成されたシミュレーションデータ図であり、縦軸が像高を示す。図15Cは図14の光学レンズアセンブリの光路差の図である。図15Aないし図15Cが示す図形はいずれも標準範囲内にあり、これにより、本実施例の光学レンズアセンブリ110が優れた像形成効果を有することが検証された。また、図15Cからわかるように、画像発生器150のアクティブ表面において、画像光束IMが有するOPDの範囲は -2.0λ<OPD<2.0λであり、ここで、OPDが各視野角の光路差であり、λが各色光の波長であり、かつ、画像光束IMが赤色光、緑色光、青色光を含む。画像発生器150のアクティブ表面は画像光束IMが出射される表面である。さらに説明すると、この光路差の設計において当業者が簡単に分かるのは、光学レンズアセンブリを設計する時に、光学シミュレーション方法を用いることで、物体表面から画像ソースが提供すべき画像光束の各視野角における光路差を逆推算することができる。本実施例において、設計最適化で視野角FOVが47.7度に達することができ、比較的に優れた視野範囲が得られる。単位断面積での視野角比率が高く、比率が0.71(度/平方ミリメートル)に達し、光学レンズアセンブリ110の体積が比較的に薄軽短小であり、空間の有効利用率が高い。図15Bないし図15Cを参照すると、本実施例において、画像発生器150のアクティブ表面に形成される最大の画像高さが3.34mmであり、かつ、光学レンズアセンブリ110の設計が予め設定した基準を満たし、少なくともの111lp/mmの解像度の画像を解析することが可能であり、光学レンズアセンブリ110は寸法が小さく、重量が軽く、視角が大きくて、かつ高い解像度を有するものである。
以上からわかるように、第七ないし第九実施例の光学レンズアセンブリ構造の後方焦点距離(BFL)の熱ドリフト(thermal drift)が0.015ミリメートルより小さく、熱ドリフトの問題を軽減できる。
以上は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の実施範囲を制限するものではない。本発明の請求の範囲及び発明内容を基に行われた簡単、等価の変更と修正はすべて本発明の範囲内に属する。また、本発明の任意の実施例または請求項は、必ずしも本発明のすべての目的または利点または特徴を達成するものとは限らない。さらに、要約書と発明の名称は特許検索に利用されるものであり、本発明の権利範囲を制限するものではない。また、請求の範囲で言及される「第一」、「第二」等の用語は素子(element)の名称を示し、または異なる実施例及び範囲を区別するものであり、素子の数の上限または下限を制限するものではない
110、410 光学レンズアセンブリ
112、114、116、118 レンズ
120 伝達プリズム、第二プリズム
130、230 導波素子
150 画像発生器
140 カバーガラス
232 カップリング入口
234 カップリング出口
260 転向プリズム、第一プリズム
900 ターゲット
A、C 距離
B レンズアセンブリ総長さ
D 有効開口
ES 出光側
IM 画像光束
IS 入光側
S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8 表面
ST 絞り
OA 光軸
X、Y、Z 座標軸
Claims (22)
- 画像発生器が提供する画像光束を受ける光学レンズアセンブリであって、
プリズムは前記画像発生器と前記光学レンズアセンブリとの間に位置し、
前記光学レンズアセンブリは、出光側から入光側へ順に配列された第一レンズ、第二レンズ、第三レンズ及び第四レンズを含み、かつ、前記第一レンズ、前記第二レンズ、前記第三レンズ及び前記第四レンズの屈折度が順にそれぞれ正、負、正及び正であり、
前記画像発生器が前記入光側に設置され、
前記画像光束は前記出光側に絞りを形成し、前記絞りは前記画像光束の光束収縮の最小断面積を有し、
前記プリズムは屈折度を有せず、かつ、前記画像発生器からの前記画像光束を前記第四レンズまで導き、前記プリズムからの前記画像光束は前記第四レンズに直接入射し、
前記第三レンズが両凸レンズであり、前記第四レンズが凹凸レンズであり、かつ前記入光側に向いた凹面を有することを特徴とする、光学レンズアセンブリ。 - 前記光学レンズアセンブリのレンズアセンブリ総長さをBとし、前記光学レンズアセンブリの中の最大レンズの有効開口をDとした場合、前記光学レンズアセンブリがB×D<130mm2を満たすことを特徴とする、請求項1に記載の光学レンズアセンブリ。
- 前記絞りと前記光学レンズアセンブリとの光軸における距離をAとし、前記光学レンズアセンブリと前記画像発生器との前記光軸における距離をCとした場合、前記光学レンズアセンブリがA+C<20mmを満たすことを特徴とする、請求項1に記載の光学レンズアセンブリ。
- 前記光学レンズアセンブリのレンズアセンブリ総長さをBとし、前記光学レンズアセンブリの中の最大レンズの有効開口をDとし、前記光学レンズアセンブリの視野角をFOVとした場合、前記光学レンズアセンブリがFOV/(B×D)>0.4度/mm2を満たすことを特徴とする、請求項1に記載の光学レンズアセンブリ。
- 前記光学レンズアセンブリの視野角をFOVとした場合、前記光学レンズアセンブリがFOV>50度を満たすことを特徴とする、請求項1に記載の光学レンズアセンブリ。
- 前記第一レンズが両凸レンズであり、前記第二レンズが凸凹レンズであり、かつ前記入光側に向いた凸面を有することを特徴とする、請求項1に記載の光学レンズアセンブリ。
- 前記第一レンズ、前記第二レンズ、前記第三レンズ及び前記第四レンズがガラス非球面レンズであることを特徴とする、請求項1に記載の光学レンズアセンブリ。
- 前記光学レンズアセンブリのレンズアセンブリ総長さをBとし、前記光学レンズアセンブリの中の最大レンズの有効開口をDとした場合、前記光学レンズアセンブリがB×D<170mm2を満たすことを特徴とする、請求項1に記載の光学レンズアセンブリ。
- 前記絞りと前記光学レンズアセンブリとの光軸における距離をAとし、前記光学レンズアセンブリと前記画像発生器との前記光軸における距離をCとした場合、前記光学レンズアセンブリがA+C<25mmを満たすことを特徴とする、請求項1に記載の光学レンズアセンブリ。
- 前記光学レンズアセンブリのレンズアセンブリ総長さをBとし、前記光学レンズアセンブリの中の最大レンズの有効開口をDとし、前記光学レンズアセンブリの視野角をFOVとした場合、前記光学レンズアセンブリがFOV/(B×D)>0.2度/mm2を満たすことを特徴とする、請求項1に記載の光学レンズアセンブリ。
- 前記光学レンズアセンブリの視野角をFOVとした場合、前記光学レンズアセンブリがFOV>40度を満たすことを特徴とする、請求項1に記載の光学レンズアセンブリ。
- 前記第一レンズと前記第二レンズがプラスチック非球面レンズであり、前記第三レンズと前記第四レンズがガラス非球面レンズであることを特徴とする、請求項1に記載の光学レンズアセンブリ。
- 前記第二レンズと前記第三レンズがプラスチック非球面レンズであり、前記第一レンズと前記第四レンズがガラス非球面レンズであることを特徴とする、請求項1に記載の光学レンズアセンブリ。
- 前記第二レンズと前記第四レンズがプラスチック非球面レンズであり、前記第一レンズと前記第三レンズがガラス非球面レンズであることを特徴とする、請求項1に記載の光学レンズアセンブリ。
- 前記第一レンズ、前記第二レンズと前記第三レンズがプラスチック非球面レンズであり、前記第四レンズがガラス非球面レンズであることを特徴とする、請求項1に記載の光学レンズアセンブリ。
- 前記光学レンズアセンブリはさらに、前記光学レンズアセンブリと前記絞りとの間に設置された第一プリズムを含み、
前記画像光束は前記光学レンズアセンブリを離れ、前記第一プリズムを通って、かつ前記絞りに集まり、
前記画像光束は前記絞りを通った後に発散することを特徴とする、請求項1に記載の光学レンズアセンブリ。 - 前記絞りは導波素子のカップリング入口に形成され、
前記画像光束は前記絞りを通って、前記カップリング入口から前記導波素子に入り、かつ前記導波素子のカップリング出口まで伝達されて、さらにターゲットまで投射されることを特徴とする、請求項1に記載の光学レンズアセンブリ。 - 前記絞りと前記光学レンズアセンブリとの光軸における距離をAとし、前記光学レンズアセンブリのレンズアセンブリ総長さをBとし、前記光学レンズアセンブリと前記画像発生器との前記光軸における距離をCとし、前記光学レンズアセンブリの中の最大レンズの有効開口をDとし、前記光学レンズアセンブリの視野角をFOVとした場合、
前記光学レンズアセンブリが、B×D<130mm2、A+C<20mm、FOV/(B×D)>0.4度/mm2、FOV>50度を満たし、
かつ、前記絞りの形状が円形であることを特徴とする、請求項1に記載の光学レンズアセンブリ。 - 前記絞りと前記光学レンズアセンブリとの光軸における距離をAとし、前記光学レンズアセンブリのレンズアセンブリ総長さをBとし、前記光学レンズアセンブリと前記画像発生器との前記光軸における距離をCとし、前記光学レンズアセンブリの中の最大レンズの有効開口をDとし、前記光学レンズアセンブリの視野角をFOVとした場合、
前記光学レンズアセンブリが、B×D<170mm2、A+C<25mm、FOV/(B×D)>0.2度/mm2、FOV>40度を満たし、
かつ、前記絞りの形状が円形であることを特徴とする、請求項1に記載の光学レンズアセンブリ。 - ヘッドマウント式表示装置であって、
前記ヘッドマウント式表示装置は光学レンズアセンブリ、導波素子とプリズムを含み、
前記光学レンズアセンブリが出光側から入光側へ順に配列された第一レンズ、第二レンズ、第三レンズ及び第四レンズを含み、
前記第一レンズ、前記第二レンズ、前記第三レンズ及び前記第四レンズの屈折度が順にそれぞれ正、負、正及び正であり、かつ、前記入光側に画像発生器が設置され、前記光学レンズアセンブリは前記画像発生器が提供した画像光束を受けるものであり、
前記画像光束は前記出光側に絞りを形成し、前記絞りが前記画像光束の光束収縮の最小断面積を有し、
前記絞りが前記導波素子のカップリング入口に形成され、前記画像光束が前記絞りを通って、前記カップリング入口から前記導波素子に入り、かつ前記導波素子のカップリング出口まで伝達されて、さらにターゲットまで投射され、
前記プリズムは前記画像発生器と前記光学レンズアセンブリとの間に位置し、前記プリズムは屈折度を有せず、かつ、前記画像発生器からの前記画像光束を前記第四レンズまで導き、前記プリズムからの前記画像光束は前記第四レンズに直接入射し、
前記第三レンズが両凸レンズであり、前記第四レンズが凹凸レンズであり、かつ前記入光側に向いた凹面を有することを特徴とする、ヘッドマウント式表示装置。 - 前記ヘッドマウント式表示装置はさらに、前記光学レンズアセンブリと前記絞りとの間に設置された第一プリズムを含み、
前記画像光束は前記光学レンズアセンブリを離れ、前記第一プリズムを通って、かつ前記絞りにつまり、
前記画像光束は前記絞りを通った後発散することを特徴とする、請求項20に記載のヘッドマウント式表示装置。 - 前記導波素子は、前記カップリング出口のところに設置された光学微構造を含み、
前記光学微構造が前記カップリング出口まで伝達された前記画像光束を前記ターゲットまで投射することを特徴とする、請求項20に記載のヘッドマウント式表示装置。
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